Материал ─ предмет или вещество, которое используется для изготовления чего-либо (конструкции, сооружения, машины, одежда и т.д.), сырье.
Существует много различных классификаций материалов:
а) по области применения;
б) по свойствам;
в) по происхождению;
г) и т.д.
Наиболее общей и полной классификацией является классификация по внешним признакам и совокупности свойств:
1 группа: неметаллические материалы ─ все они хрупкие, неблестящие, не токопроводные.
Классифицируются по нескольким признакам:
1) в зависимости происхождения:
а) природные (горные породы, руды, древесина и т.д.);
б) искусственно полученные (известь, гипс, керамика и т.д.);
2) в зависимости от способа получения;
а) обжиговые ─ получаемые при высокой температуре (кирпич, керамзит, автоклавные материалы и т.д.);
б) безобжиговые (бетон, железобетон, арболит, фибролит и т.д.);
3)в зависимости от назначения:
а) конструкционные материалы (бетон, железобетон, арболит и т.д.);
б) функциональные материалы (гидроизоляционные, теплоизоляционные, отделочные материалы и т.д.);
в) материалы, взаимодействующие с окружающей средой (биосовместимые материалы).
2 группа: металлические материалы ─ все они имеют блеск, кристаллическую структуру, пластичны, проводят электрический ток;
3 группа: органические (полимерные) материалы ─ все они не имеют блеск, не токопроводны, низкий коэффициент теплопроводности, горючие, гниют и т.д.
Основные физико-механические свойства материалов
Нормативные документы: ГОСТ; РСТ (республиканский стандарт); ОСТ (отраслевой стандарт); СТП (стандарт предприятий); СНиП (строительные нормы и правила).
Основные свойства строительных материалов Классификация свойств строительных материалов:
─ физические свойствахарактеризуют состояния материалов и их отношение к различным физическим воздействиям (температуры, огня, воды и т.д.);
─ механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться воздействию внешних сил;
─ химические свойствахарактеризуют способность материала к химическим превращениям под действием различных химических реагентов;
─ технологические свойствахарактеризуют способность материала подвергаться обработке в процессе изготовления (удобоукладываемость бетонной смеси, способность металла свариваться, ковка, прокатка, способность древесины склеиваться и т.д.);
─ эксплуатационные свойствахарактеризуют способность материала эксплуатироваться в заданных условиях (долговечность, надежность, работоспособность и т.д.)
Физические свойства
─ параметры состояния(плотность истинная, средняя, насыпная, относительная, коэффициент плотности, пористость общая, открытая, закрытая);
─ гидрофизические свойства─ характеризуют отношение материала к воде (водостойкость, водопоглощение, водопроницаемость, водонепроницаемость, морозостойкость и т.д.);
─ теплофизические свойства─ характеризуют отношение материала к воздействию температур (теплопроводность, огнестойкость, огнеупорность, теплоемкость и т.д.)
Параметры состояния
─ истинная плотность─ масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (т.е. без пор, пустот, включений).
,
г/см3, кг/литр, т/м3.
Истинная плотность─ предел отношения массы к объему, когда объем стягивается к точке, в которой определяется плотность тела.
─ средняя плотность─ масса единицы объема материала в естественном состоянии с учетом пор, пустот и включений других материалов.
,
г/см3, кг/литр, т/м3.
─ насыпная плотность─ массы единицы объема материала в сыпучем состоянии (определяется для сыпучих, зернистых и порошкообразных материалов).
,
г/см3, кг/литр, т/м3.
─ относительная плотность─ отношение плотности материала к плотности стандартного вещества при определенных физических условиях (стандартное вещество ─ вода).
где ρ0─ плотность стандартного вещества (воды).
─ коэффициент плотности─ (характеризует пористость) степень заполнения материала самим материалом.
Изменяется от 0 до 1. Чем ближе к 1 тем материал более плотный.
─ общая пористость─ степень заполнения материала порами.
─ открытая пористость─ пористость, доступная для воды.
где mнас─ масса образца в насыщенном водой состоянии;mсух─ масса сухого образца;Vест─ объем образца в естественном состоянии.
─ закрытая пористость─ пористость, не доступная для воды.
Пзакр=Побщ─Поткр
Гидрофизические свойства
─ водостойкость─ способность материала не разрушаться в насыщенном водой состоянии (характеризуется коэффициентом размягчения)
где Rнас─ предел прочности материала в насыщенном водой состоянии;
Rсух─ предел прочности материала в сухом состоянии.
Вода, попадая в межмолекулярное пространство материала, снижает связи между молекулами и вследствие этого происходит снижение прочности материала в насыщенном водой состоянии.
Если
,
то материал считается не водостойким.
─ водопоглощение─ способность материала поглощать и удерживать в себе воду.
Различают водопоглощение по массе и объему, измеряется в процентах.
;
;
Во=Вmρср.
─ водопроницаемость─ способность материала пропускать воду через свою толщу под давлением (характеризуется коэффициентом фильтрации (м/сут) и коэффициентом проницаемости (м2)).
─ водонепроницаемость─ способность материала не пропускать через свою толщу воду под давлением (характеризуется маркой по водонепроницаемости, обозначающей одностороннее гидростатическое давление (в атмосферах) при котором испытываемый образец не пропускает через себя воду в условиях стандартных испытанийW2,W4,W6, доW20)
─ морозостойкость ─ способность материала в насыщенном водой состоянии не разрушаться в результате многократного попеременного замораживания и оттаивания.
Замораживание производят при ─20 ºС, оттаивание в воде при комнатной температуре.
Морозостойкость характеризуется маркой по морозостойкости. Марка по морозостойкости ─ это максимальное количество циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживает образец без снижения прочности на сжатие более 15 %, а потеря массы при этом составляет не более 5 %.
Морозостойкость также характеризуется коэффициентом по морозостойкости.
где Rмрз─ предел прочности материала на сжатие прошедшего испытание на морозостойкость;
Rнас─ предел прочности материала на сжатие, в насыщенном водой состоянии.
Существую марки по морозостойкости: F15─F1000.